Quantité d'infrarouge émise par le soleil et une ampoule à incandescence

[Methanoate]

Bonjour à tous,

Dans le cadre d'un projet, je cherche à quantifier l'affirmation selon laquelle le soleil et une ampoule à incandescence émettent beaucoup d'infrarouge...

Je souhaiterais comparer la quantité d'infrarouge émise par le soleil et celle émise par une ampoule à incandescence.

Doit-on parler d'infrarouge émise ou reçue ?

Pourriez-vous m'indiquer les éléments suivants :

- Quelle est la grandeur énergétique pertinente pour caractériser la quantité d'infrarouge émise par une source de lumière ? Pourrait-il s'agir de l'émittance énergétique (W/m²) ?

- Quelle est la quantité d'infrarouge reçue à la surface de la Terre par le soleil ? J'imagine que cette quantité n'est pas égale à celle émise par le soleil à cause notamment de l'atmosphère...

- Quelle est la quantité d'infrarouge émise par une ampoule à incandescence dont la température de couleur est de 2 700 K disons à 1 m de distance ?

Peut-on trouver une grandeur qui ne dépend pas des caractéristique (pupille d'entrée) du récepteur ?

En supposant que ces sources se comportent comme un corps noir, ces quantités peuvent-elles être obtenues en intégrant la formule de Planck ?

Merci pour vos réponses.
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[calculair]

bonjour,

les questions posées ont les réponses ici :https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_du_corps_noir

[Methanoate]

Bonjour,

Si la réponse à mes questions se trouvaient dans cet article de Wikipedia que j'ai lu plusieurs fois, je ne les aurai pas posé ici...Vous imaginez bien qu'avant de poser ma question ici j'ai quand même fait quelques recherches...

Le plus important pour mon travail est de trouver les valeurs numériques mesurées ou calculées du :

1) l'éclairement énergétique ou irradiance infrarouge (W/m²) reçue par une surface dans un appartement éclairé par le soleil.

2) l'éclairement énergétique ou irradiance infrarouge (W/m²) reçue par une surface éclairée par une ampoule à incandescence à quelques centimètre de la surface.

Les valeurs que je cherche ne sont pas les éclairements lumineux (qui dépendent de la sensibilité de l'œil humain) mais bien les éclairements énergétiques uniquement pour la composante infrarouge des sources lumineuses citées...


Merci.

[antek]

Le rayonnement solaire est connu, il suffit d'en extraire le pourcentage représenté par les IR.

Pour l'ampoule on connait directement la puissance IR émise, on peut l'avoir pour une surface en calculant l'angle solide intercepté.
L'approximation peut être suffisante à grande distance (en prenant une distance "moyenne").
A petite distance il faudra additionner les puissances reçues par chaque petite fraction de la surface.
Si la surface est un plan . . .

[A voir en vidéo sur Futura]

[RomVi]

Bonjour

Malheureusement on ne peut pas réduire l’émission du soleil ou d'une ampoule à un corps noir.
Dans le cas du soleil on trouve la courbe d’émission facilement, par exemple ici : https://commons.wikimedia.org/wiki/F...pectrum_en.svg
Dans le cas d'une ampoule il faut considérer que le filament produit un spectre de corps noir, qui est filtré par l'enveloppe de verre. On obtient alors un spectre filtré, auquel on superpose un second spectre de corps noir à la température du verre.

A partir de ce spectre on pourra exprimer la fraction de la puissance totale produite dans une certaine plage de longueur d'onde.

[Gwinver]

Bonsoir.

Je souhaiterais comparer la quantité d'infrarouge émise par le soleil et celle émise par une ampoule à incandescence.

Je ne pense pas que cela soit possible, posé ainsi.
La puissance totale émise par le soleil est gigantesque relativement à celle d'une ampoule.
La comparaison pourrait avoir du sens en considérant une sorte de norme.
Par exemple, la puissance IR collectée par une surface de 1 m² au sol pour le soleil et à une distance donnée pour l'ampoule, par exemple 2 à 3 m qui est la distance à laquelle on se trouve d'une ampoule éclairant une pièce.

[coussin]

Oui, le même angle solide quoi...

[calculair]

bonjour,

En 1° approximation le spectre émis par le soleil et l'énergie ss calcule avec la formule de Planck qui donne le spectre et la puissance d'émission . Evidemment on prend en compte la surface du soleil.

Pour l'ampoule à filament de tungstène c'est la même chose.

Si tu fait des calculs a mieux de 10% alors il faut faire des mesures spectrales pour corriger les valeurs calculées

[calculair]

bonjour,

En 1° approximation le spectre émis par le soleil et l'énergie ss calcule avec la formule de Planck qui donne le spectre et la puissance d'émission . Evidemment on prend en compte la surface du soleil.

Pour l'ampoule à filament de tungstène c'est la même chose.

Si tu fait des calculs a mieux de 10% alors il faut faire des mesures spectrales pour corriger les valeurs calculées

[Black Jack 2]

Bonjour,

Pour info,

L’émission d'ondes électromagnétiques par le Soleil
la répartition du rayonnement est à peu près pour moitié dans la lumière visible, pour moitié dans l'infrarouge, avec 1 % d'ultraviolets (Wiki)

Flux énergétique Soleil : 3,826.10^26 W

Au niveau Terre (à 150.10^9 m) ---> 1350 W/m² (dont 675 W/m² dans l'IR)

Environ le 1/3 est réfléchi par l'atmosphère ---> 945 W/m² (dont 470 W/m² environ dans l'IR)

Après absorbtion dans l'atmosphère, environ 800 W/m² incidents (dont 400 W/m² environ dans l'IR)

Cela au max avec les rayons arrivant perpendiculairement à la surface (ce qui n'est pas le cas dans nos régions) ...

Un bon vitrage va réfléchir une bonne partie des IR et laisser passer une partie importante de la lumière visible.

Par exemple, vitrage avec facteur solaire = 0,65 et transmission lumineuse = 0,82.
800 * 0,65 - 400 * 0,82 = 192 W/m² de IR passent par le vitrage (au max) (donc au Sud, vers midi pour le Soleil, pas de nuages ...)

Pour être acceptable, il est bon que la puissance soit < 60 W/m² de local ... avec l'apport par la fenêtre + les apports internes (70 W par personne, 150 W/ordinateur, éclairage ...)

En moyenne, avec 1 personne par 13 m², un éclairage de 10 W/m² et 1 ordi par personne ---> apport interne 70/13 + 10 + 150/13 = 27 W/m² (de local)

On a donc droit a environ 60 - 27 = 33 W/m² (de local) pour l'apport en IR par la fenêtre.
Avec le vitrage en exemple, la surface max de la fenêtre est S = 33/192 = 0,17 * Aire du local, soit (2,23 * nombre d'occupants) de la pièce dans l'exemple.

Donc avec un local éclairé de 40 m² au sol avec 3 personnes utilisant chacune un ordi, on peut avoir une fenêtre de 2,23 * 3 = 6,7 m² plein Sud (avec le type de vitrage mentionné).

Pour d'autres cas, orientation fenêtre par exemple ou ... voir par exemple ici :

https://energieplus-lesite.be/concev...ur-solaire-fs/

[calculair]

re re bonjour :

Là tu as vraiment tout : https://planet-terre.ens-lyon.fr/res...tif-terre1.xml

bonjour,

En 1° approximation le spectre émis par le soleil et l'énergie ss calcule avec la formule de Planck qui donne le spectre et la puissance d'émission . Evidemment on prend en compte la surface du soleil.

Pour l'ampoule à filament de tungstène c'est la même chose.

Si tu fait des calculs a mieux de 10% alors il faut faire des mesures spectrales pour corriger les valeurs calculées

[Methanoate]

Bonjour à tous,

C'est parfait. Merci pour vos réponses !

Sujet résolu.